Содержание к диссертации
Введение
ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ В СВЯЗИ С ОТБОРОМ, УСЛОВИЯМИ ИХ ВЫРАЩИВАНИЯ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В СЕМЕНОВОДСТВЕ (Обзор литературы) 11
1.1. Значение методов отбора при выращивании семян элиты 11
1.2. Основные показатели оценки качества семян 17
1.3. Модификационное воздействие агротехнических приемов на качество семян (предшественники, удобрения, нормы высева) 27
2. АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ 45
3. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 54
3.1. Место и условия проведения исследований 54
3.2. Методика исследований 56
4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ ОТБОРА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЭЛИТНЫХ СЕМЯН ГОРОХА 61
4.1. Рост и развитие растений 63
4.2. Структура урожая и урожайность 67
5. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ И УРОЖАЙНЫХ СВОЙСТВ СЕМЯН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ 75
5.1. Влияние уровня минерального питания и микроудобрений на урожай и качество семян гороха 75
5.1.1. Ростовые процессы и фотосинтетическая деятельность в период вегетации агроценоза 80
5.1.2. Симбиотический аппарат растений 96
5.1.3. Зависимость урожая семян и коэффициента их размножения от уровня питания 104
5.1.4. Биохимический состав, посевные качества и урожайные свойства семян ПО
5.2. Формирование урожая и посевных качеств семян ячменя в зависимости от уровня минерального питания и густоты стеблестоя 121
5.2.1. Полнота всходов и сохранность растений 125
5.2.2. Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность агроценоза 129
5.2.3. Влияние уровня минерального питания и норм высева на урожай, посевные качества и урожайные свойства семян 139
5.3. Продуктивность растений и качество семян яровой пшеницы в зависимости от приемов выращивания (предшественники, фоны минерального питания, нормы загущения) 151
5.3.1. Продолжительность вегетации и динамика роста 160
5.3.2. Формирование стеблестоя 165
5.3.3. Динамика формирования ассимиляционной поверхности и продуктивность фотосинтеза 167
5.3.4. Величина и структура урожая, технологические качества зерна 176
5.3.5. Посевные качества семян и их урожайные свойства 186
6. УЛУЧШЕНИЕ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА, БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ И УДОБРЕНИЙ 197
6.1. Влияние бактериальных препаратов на урожай и выход семян ячменя 201
6.2. Посевные качества и урожайные свойства семян яровой пшеницы под влиянием регуляторов роста и удобрений 205
6.2.1. Динамика роста растений и накопления биомассы 206
6.2.2. Полнота всходов и сохранность растений 215
6.2.3. Продуктивность фотосинтеза 218
6.2.4. Урожай, посевные качества и урожайные свойства семян 223
7. СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ СЕМЯН ДОННИКА ЖЕЛТОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛОТНОСТИ АГРОЦЕНОЗА И ПИТАНИЯ 243
7.1. Рост, развитие и семенная продуктивность донника в зависимости от норм высева и способов посева 244
7.1.1. Влияние скарификации семян и глубины их заделки на всхожесть 244
7.1.2. Густота стояния растений 246
7.1.3. Особенности развития корневой системы 252
7.1.4. Продуктивность фотосинтеза 256
7.1.5. Урожай семян и коэффициент их размножения 259
7.2. Формирование симбиотического аппарата и продуктивность агроценоза в зависимости от удобрений 263
7.2.1. Влияние ризоторфина, микро- и макроудобрений на формирование симбиотического аппарата 265
7.2.2. Семенная продуктивность 269
8. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СЕМЯН И МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВЫРАЩИВАНИЯ 271
9. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЕМОВ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА СЕМЕНА 279
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 291
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 297
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 299
ПРИЛОЖЕНИЕ 342
- Значение методов отбора при выращивании семян элиты
- АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
- Место и условия проведения исследований
- Рост и развитие растений
- Влияние уровня минерального питания и микроудобрений на урожай и качество семян гороха
Значение методов отбора при выращивании семян элиты
Семена-носители биологических и хозяйственных свойств растений, поэтому от качества семян в большой степени зависят величина и качество получаемого при их посеве урожая (В.В. Гриценко, З.М. Калошина, 1984).
Значение качества посевного материала для получения высокого урожая было известно еще в глубокой древности. Это подтверждают сохранившиеся материальные памятники древней человеческой культуры. Так, в работах Теофраста, а также в известных агрономических трактах Катона, Ко-лумеллы, Плиния указывается на то, что земледельцы разных стран и народов знали об ухудшении семян и применяли различные способы воздействия на растения с целью получения хороших семян. Среди этих способов особо ценился ежегодный отбор лучших колосьев и семян, позволявший получать посевной материал в чистом и однородном виде. Ссылки на результативность этого приема встречаются уже в работах древнегреческих писателей (К. Фрувирт, 1905). Истоки методического отбора обнаружились в первой половине XIX века (Де Фриз, 1910; Д.Н. Прянишников, 1910).
Накопленный практиками-сортоводами опыт был обобщен Ч. Дарвиным в его труде «Происхождение видов», вышедшем в 1839 году. Основное содержание теории Ч. Дарвина - творческая роль отбора. Им установлено, что при отсутствии наследственных изменений отбор бессилен творить новые формы.
Еще в 1908 году была опубликована работа датского ученого В. Иоган-сена «О наследовании в популяциях и чистых линиях», которая произвела переворот в теоретических положениях и методах селекционно-семеноводческой работы. Опыты с популяциями и чистыми линиями фасоли показали, что отбор эффективен только в том случае, если он производится в пределах популяции, т.е. генетически неоднородного материала. Отбор в чистых линиях и чистолинейных сортах будет эффективен только при наличии мутации или переопыления между сортами, в противном случае отбираются лишь положительные модификации. Об этом еще в 1911 году писал И. А. Стебут: «Понятно, что отбор материнского растения, на котором находится семя, или отбор самого семени по приметам, указывающим на нормальное развитие того и другого, имеет большой смысл. Надо только помнить, что мы в данном случае ведем отбор не на природу растения, а на нормальное развитие его в первые стадии жизни. Следовательно, такой отбор может иметь значение преимущественно или даже исключительно для одного только поколения. Для всех дальнейших поколений он имеет значение поскольку обеспечивает им нормальное развитие одного из предков».
Н.И. Вавилов считал, что первичное семеноводство самоопыляющихся культур должно основываться на экспериментальных данных о характере наследственной изменчивости сортов. Обсуждая вопрос о генетической стабильности сорта, изменении его под влиянием условий, он писал: «Учитывая возможность гетерозиготности, мутирования селекционер и семеновод должны внимательно следить за сортом, поддерживая его в чистоте и по возможности улучшая, если гетерозиготность дает этому основание. Утрирование значимости непрерывного отбора у самоопылителей вряд ли целесообразно» (1937).
Агроклиматические ресурсы лесостепи среднего Поволжья
Среднее Поволжье (Пензенская, Ульяновская, Самарская, Саратовская области) - крупнейший сельскохозяйственный регион России, занимающий территорию около 36 млн. га, где сосредоточено почти 20 млн. га сельскохозяйственных угодий, в том числе более 13 млн. га пашни.
Лесостепь представляет собой зональный ландшафт умеренного пояса, характеризующийся чередованием сомкнутых (преимущественно лиственных) лесов на серых лесных почвах и травянистых степей на черноземах.
Своеобразие лесостепного ландшафта обусловлено в значительной мере климатическими особенностями этой зоны. В период летнего сезона возрастает солнечная радиация, повышаются средние температуры и вместе с этим понижается количество атмосферных осадков. Осадки не обладают устойчивостью, влажные годы и месяцы чередуются с засушливыми. Засухи и суховеи наблюдаются достаточно часто, которые в первой половине периода вегетации бывают чаще, чем во второй. Повторяемость интенсивных суховеев - 60-70% лет, а суховеи средней интенсивности наблюдаются ежегодно. Поэтому весенние запасы влаги играют важнейшую роль для посевов. Для зоны Среднего Поволжья характерна большая распаханность территории (более 70%) и высокая активность эрозионных процессов.
Пензенская область находится в зоне юго-восточной части Приволжской лесостепи, на западном склоне Приволжской возвышенности.
Рельеф области имеет эрозионный характер, особенно в приречных районах, расчлененных густой сетью балок и оврагов. Наибольшей всхолм-ленностью вследствие большого колебания относительных высот характеризуются водораздельные пространства восточной части. Холмисто-волнистая поверхность междуречных пространств северо-западных частей области принимает характер слабоволнистых равнин. Юго-западная часть особенно сильно расчленена оврагами и промоинами.
Площадь территории области составляет 4,3 млн. га, из них сельскохозяйственные угодья занимают около 3 млн. га, в том числе пашня - 2,5 млн. га (Система ведения ..., 1992).
Климат области умеренно-континентальный. Континентальность постепенно нарастает с запада на восток.
Наиболее теплым месяцем является июль со средней температурой 19,1-19,5С, самым холодным - январь с температурой - 11,3-13,3С, т.е. показатель континентальное климата достигает 30-33С. Среднегодовая температура воздуха +3С, +4С (Агроклиматические ресурсы ..., 1972).
Вегетационный период начинается в конце второй декады апреля и заканчивается во второй декаде октября. Продолжительность его 172-181 день. Активный рост большинства сельскохозяйственных культур начинается в основной период вегетации при температуре воздуха +10С. Продолжительность его в области 135-147 дней, а сумма активных температур, при среднем значении 2400С, в отдельные годы составляет 2800-2900С.
Место и условия проведения исследований
Экспериментальная работа выполнена при закладке полевых опытов: в 1963-1969 годах на Пензенской государственной сельскохозяйственной опытной станции в отделе селекции и первичного семеноводства, в 1975-1977 и 1981-1983 годах - в семеноводческом хозяйстве имени Ильича Ко-лышлейского района, в 1991-1999 годах - на коллекционном участке и опытном поле учхоза Пензенской государственной сельскохозяйственная академии.
Перед закладкой опытов и после уборки урожая проводили анализ почвы на содержание гумуса, подвижных форм азота, фосфора, калия, рН(КС1) и влажности почвы. Почвенный покров опытных полей и его характеристика приведены в таблице 2 и приложении 1.
В лесостепной зоне Поволжья реализация потенциальной урожайности, семенной продуктивности и получения высококачественных семян зерновых, зернобобовых культур и многолетних трав тесно связана с метеорологическими факторами, среди которых наряду с солнечной радиацией и тепловым режимом важное значение имеет влагообеспеченность посевов. Территория региона располагает значительными радиационными (3,0-3,5 млрд. ккал/га ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур свыше 10 составляет 2200 2400С).
Агроклиматические показатели за период с 1963 по 2000 год приведены на рисунке 3, а в годы проведения исследований - в таблице 3, приложениях 2, 3, данные которых свидетельствуют о том, что наблюдались значительные колебания температурного режима и условий увлажнения.
Рост и развитие растений
Горох относится к растениям, предъявляющим умеренные требования к теплу. Из внешних факторов, которые оказывают влияние на продолжительность вегетационного периода данной культуры, решающую роль играет температура (B.C. Федотов, 1960).
Общая потребность гороха в тепле за весь вегетационный период в зависимости от сорта выражается суммой активных температур от 1350С до 1800С.
В годы проведения исследований по оценке эффективности методов отбора при выращивании элитных семян гороха периоды роста и развития растений характеризовались разной суммой активных температур, что сказалось на сроках прохождения фаз вегетации и общей длине вегетационного периода.
Так сумма активных температур выше 10С за май-июль месяцы в 1967 году составила 1558С, в 1968 году - 1237С и в 1969 году - 1114С. Формирование зерна гороха полной спелости в 1967 году отмечено в конце июля и длина вегетационного периода составила 76 дней, в 1968 году - в первой декаде августа при длине вегетационного периода 83 дня и в 1969 году - во второй декаде августа при продолжительности периода вегетации 92 дня, при сумме активных температур соответственно 1334С, 1323С и 1458С.
Динамика роста стебля гороха по годам (рис. 4, прилож. 4) показала, что растения по высоте в первый срок измерения (спустя 7-9 дней после всходов) имели незначительные различия по вариантам опыта. Высота растений перед уборкой по варианту «элита - индивидуальный отбор» была выше, чем на контроле в среднем за 3 года на 4,8 см, по варианту «элита -массовый отбор» - на 4,3 см.
Влияние уровня минерального питания и микроудобрений на урожай и качество семян гороха
На современном этапе развития сельскохозяйственного производства в связи с уменьшением применения органических и минеральных удобрений, с назревшей необходимостью биологизации земледелия и его экологизации роль бобовых культур и, в частности, гороха велика. Большое значение в активизации процессов синтеза биологического азота, как отмечают В.Г. Ми-неев (1988), В.М. Назарюк и др. (2001), должно придаваться совершенствованию систем удобрений, способных кардинально улучшить эколого-агрономическую ситуацию в экосистемах.
Минеральные удобрения. В деле повышения плодородия почвы и роста урожайности сельскохозяйственных культур вопрос питания растений имеет исключительно важное значение. Оно может быть не только мощным средством повышения урожая, но также и орудием воздействия на его химический состав, а, следовательно, и на качество урожая культурного растения.
Большое количество получаемых растением из почвы азота и фосфора концентрируется в репродуктивных органов. И это неслучайно. Молодые растения для своего начального роста и развития сначала (пока корни их не приобретут способность извлекать в достаточном количестве питательные вещества из почвы) используют запасы их, отложенные в семени. Исходя из этого, считается одним из признаков доброкачественности семян их химический состав, который зависит от условий выращивания. Изменяя условия корневого питания можно влиять на увеличение запасов питательных веществ, наиболее необходимых для нормального прорастания и развития проростка, и, таким образом, улучшать качество семян.
О большой изменчивости растений под влиянием избытка пищи, а также иного состава ее, писал Ч. Дарвин (1928).
Работами многих авторов (Б.М. Неклюдов, 1955; Н.С. Авдонин, 1957; П.Г. Найдин, 1963; СМ. Гуревич и И.И. Воронина, 1964; А.В. Ватагин и Г.Н. Ненайденко, 1965; В.П. Белоголовцев, 1968; А.А, Корнилов, 1968; В.Д. Омельченко, 1969; М.Т. Головотяпов, 1984; Р.С. Шакиров и др., 1994; Х.А. Хамоков, 1999 и других) показана высокая отзывчивость гороха на удобрения в условиях различных типов почв.
Наиболее важными минеральными удобрениями для гороха являются фосфорные. Фосфор наиболее благоприятно влияет на рост корней, которые сильно ветвятся и покрываются большим числом корневых волосков. Кроме того, при припосевном внесении суперфосфата вокруг гранулы сильно развивается прикорневая микрофлора, содействуя улучшению питания растений.
По мнению ряда авторов (П.Г. Найдин, 1963; СМ. Гуревич и И.И. Воронина, 1964; Е.В. Агафонов, М.Ю. Стукалов, Л.Н. Агафонова, 2001) горох больше всего нуждается в фосфорном удобрении. Обобщая опыт применения минеральных удобрений в Голландии к подобному выводу пришли СФ. Кейнерс и Т. де Фриз (1964).
В.Д. Панников (1964) утверждает, что обеспеченность растений фосфором имеет особое значение в первые фазы вегетации, недостаток его в раннем возрасте не может быть компенсирован позднейшим снабжением их фосфором. Большой запас фосфора в семенах является положительным фактором, способствующим интенсификации процессов роста, тесно связанным с урожайными свойствами.
Вопрос об использовании под горох азотных удобрений является спорным. Одни авторы, например, В.В. Винер (1924), П.Г. Найдин (1963), В. На-рижняк (1968) и другие считают нецелесообразным использование под зернобобовые азотосодержащих удобрений. Результаты исследований В.М. Назарюк и др. (2001) показали определенный эффект стартовых (0,4 дозы N) доз азотных удобрений при выращивании гороха.
В.В. Винер (1924), проводя опыты с зернобобовыми культурами на Шатиловской опытной станции, пришел к выводу, что в применении различных минеральных удобрений первенствующую роль имеют фосфорнокислые соли. Соли калия оказывали значительно меньший эффект, а соли азота приводили иногда к отрицательному результату.
Похожие диссертации на Формирование урожая, посевных качеств и урожайных свойств семян полевых культур в зависимости от приемов выращивания в условиях лесостепи Среднего Поволжья
